Network File System (NFS) và Internet Small Computer System Interface (iSCSI) là hai giao thức phổ biến được sử dụng để chia sẻ dữ liệu trong mạng máy tính. Mặc dù cả hai đều nhằm mục đích cung cấp truy cập từ xa tới dữ liệu lưu trữ nhưng lại khác nhau về cơ chế hoạt động, ưu nhược điểm và các trường hợp sử dụng phù hợp. Bài viết dưới đây thietbinas.com sẽ so sánh chi tiết hai giao thức này về nhiều khía cạnh bao gồm lịch sử, nguyên lý hoạt động, hiệu suất, bảo mật và ứng dụng. Bạn đọc hãy chú ý theo dõi!
Giới thiệu tổng quan về NFS và iSCSI
NFS
NFS được phát triển bởi Sun Microsystems vào năm 1984. Đây là một giao thức mở, cho phép người dùng truy cập và chia sẻ tệp tin trên mạng giống như đang ở trên hệ thống cục bộ. NFS ban đầu được thiết kế để hoạt động trên mạng cục bộ (LAN), nhưng qua nhiều năm đã phát triển để hỗ trợ các mạng diện rộng (WAN) với nhiều phiên bản cải tiến khác nhau.
iSCSI
iSCSI được phát triển bởi Cisco và IBM vào đầu những năm 2000. iSCSI là một giao thức mạng lưu trữ dữ liệu dựa trên IP, cho phép các lệnh SCSI được truyền qua mạng IP giúp các tổ chức, doanh nghiệp có thể sử dụng cơ sở hạ tầng mạng hiện có của họ để thiết lập các mạng lưu trữ (SAN) mà không cần đầu tư vào phần cứng riêng biệt như Fibre Channel.
Nguyên lý hoạt động của NFS và iSCSI
NFS hoạt động theo mô hình client-server. Trong mô hình này, máy chủ NFS chia sẻ các tệp tin và thư mục với các máy khách (client). Các máy khách sẽ sử dụng một hệ thống tệp ảo để truy cập dữ liệu trên máy chủ NFS. Dữ liệu truyền giữa máy chủ và máy khách được thực hiện thông qua các giao thức tầng truyền tải như TCP hoặc UDP. NFS hỗ trợ nhiều phiên bản với các tính năng khác nhau. Phiên bản NFSv4 là phiên bản mới nhất, bao gồm nhiều cải tiến về hiệu suất và bảo mật so với các phiên bản trước đấy.
Trong khi đó, iSCSI hoạt động bằng cách gửi các lệnh SCSI qua mạng IP. Máy chủ (initiator) gửi các yêu cầu SCSI tới thiết bị lưu trữ (target) qua mạng IP. Target xử lý các yêu cầu này và gửi lại dữ liệu tới initiator. iSCSI sử dụng cơ sở hạ tầng mạng IP hiện có, biến iSCSI trở thành một lựa chọn tiết kiệm chi phí và dễ dàng triển khai. Một trong những đặc điểm quan trọng của iSCSI là khả năng hỗ trợ lưu trữ từ xa, cho phép các thiết bị lưu trữ ở các vị trí địa lý khác nhau được kết nối và quản lý như một mạng lưu trữ duy nhất.
So sánh chi tiết về NFS và iSCSI
Về hiệu suất
Hiệu suất của NFS phụ thuộc nhiều vào môi trường mạng và cấu hình của cả máy chủ lẫn máy khách. NFS có thể gặp vấn đề về hiệu suất trong các mạng có độ trễ cao hoặc băng thông thấp. Tuy nhiên, với cấu hình tối ưu và phần cứng phù hợp, NFS vẫn có thể cung cấp hiệu suất cao trong việc chia sẻ tệp tin trong mạng LAN. Đặc biệt, NFSv4 đã được cải thiện nhiều về hiệu suất so với các phiên bản trước đó bằng cách tối ưu hóa cơ chế cache và giảm số lượng cuộc gọi RPC cần thiết để thực hiện các tác vụ tệp tin.
iSCSI có thể cung cấp hiệu suất cao hơn so với NFS trong một số trường hợp do cách mà các lệnh SCSI được truyền tải. Vì iSCSI hoạt động ở mức khối (block level) nên giao thức này thường cung cấp hiệu suất tốt hơn cho các ứng dụng cần truy cập dữ liệu ngẫu nhiên hoặc có yêu cầu về IOPS cao. Một điểm mạnh của iSCSI là khả năng sử dụng mạng IP hiện có, giúp tiết kiệm chi phí và dễ dàng triển khai. Tuy nhiên, hiệu suất của iSCSI cũng phụ thuộc vào chất lượng của mạng IP, bao gồm băng thông và độ trễ.
Khả năng bảo mật
Bảo mật của NFS đã được cải thiện qua các phiên bản. NFSv4 tích hợp nhiều tính năng bảo mật mới như hỗ trợ Kerberos cho xác thực, tích hợp TLS để mã hóa dữ liệu truyền tải, và kiểm soát truy cập chi tiết hơn. Tuy nhiên, để triển khai NFS một cách an toàn, cần cấu hình kỹ lưỡng và sử dụng các phương pháp bảo mật hiện đại.
iSCSI cũng cung cấp nhiều tùy chọn bảo mật như IPsec để mã hóa dữ liệu truyền tải, và CHAP (Challenge-Handshake Authentication Protocol) để xác thực. iSCSI có lợi thế là sử dụng mạng IP, cho phép tận dụng các công nghệ bảo mật mạng IP hiện có. Tuy nhiên, iSCSI cần được triển khai và quản lý cẩn thận để đảm bảo bảo mật, đặc biệt là trong các mạng diện rộng hoặc mạng công cộng.
Ứng dụng
NFS thường được sử dụng với mục đích chính trong các môi trường chia sẻ tệp tin bao gồm các hệ thống UNIX/Linux được tích hợp sẵn NFS. NFS cũng phổ biến trong các mạng LAN nơi các máy trạm cần truy cập tệp tin trên các máy chủ tập trung. NFS rất phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu chia sẻ tệp tin giữa nhiều máy khách nhưng không yêu cầu hiệu suất cực kỳ cao hoặc khả năng truy cập ngẫu nhiên ở mức khối.
iSCSI thích hợp cho các ứng dụng cần truy cập dữ liệu ở mức khối và yêu cầu hiệu suất cao. Các ứng dụng cơ sở dữ liệu, hệ thống ảo hóa (như VMware, Hyper-V) và các hệ thống lưu trữ đám mây thường sử dụng iSCSI nhằm cung cấp khả năng truy cập nhanh chóng và hiệu quả tới dữ liệu lưu trữ. iSCSI cũng phổ biến trong các doanh nghiệp có cơ sở hạ tầng mạng IP hiện đại, cho phép các doanh nghiệp tận dụng tối đa các thiết bị và đường truyền mạng hiện có mà không cần đầu tư vào các hệ thống SAN đắt đỏ.
Bảng so sánh tổng thể
| Tiêu chí | NFS | iSCSI |
| Nguyên lý hoạt động | Chia sẻ tệp tin qua mạng | Truyền lệnh SCSI qua mạng IP |
| Mức độ truy cập | Mức tệp tin | Mức khối |
| Hiệu suất | Phụ thuộc vào cấu hình và mạng | Thường cao hơn cho các ứng dụng IOPS cao |
| Bảo mật | Kerberos, TLS | IPsec, CHAP |
| Ứng dụng | Chia sẻ tệp tin trong mạng LAN | Lưu trữ cơ sở dữ liệu, ảo hóa, lưu trữ đám mây |
Tổng kết
Cả NFS và iSCSI đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng và lựa chọn giữa chúng phụ thuộc nhiều vào yêu cầu cụ thể của môi trường ứng dụng. NFS là một lựa chọn tuyệt vời cho việc chia sẻ tệp tin trong các mạng LAN với sự đơn giản và tích hợp sẵn trong các hệ thống UNIX/Linux. Trong khi đó, iSCSI là một giải pháp mạnh mẽ cho các ứng dụng yêu cầu truy cập dữ liệu ở mức khối và hiệu suất cao, đặc biệt là trong các hệ thống ảo hóa và lưu trữ đám mây. Thietbinas.com hi vọng qua bài so sánh trên, bạn đọc đã hiểu rõ hơn về từng điểm mạnh của hai giao thức NFS và iSCSI
